简介：电磁全息测量数据包含两种模态，因此重建流动图像也需采用“双模”融合的敏感场。首先，通过电磁全息探测物理场分析，结合层析成像数学理论Radon反变换，从定解问题推导了全息测量敏感场函数表达式。其次，将有限元仿真计算得到的全息测量敏感场应用于模拟流动试验和全息成像。结果表明，基于复电位φ关于极径r的偏导数的全息测量敏感场契合了Radon反变换的数学表达，且充分体现了幅度、相位测量敏感性；反演所得流动图像更加吻合实际流型。全息测量敏感场构建有效克服了传统单模敏感场在计算精度和计算效率等方面的局限性。

简介：本文在Oristaglio等(1984)和Adhidjaja等(1985)工作基础上,给出线源二维时间域瞬变电磁二次场的DuFort-Frankel有限差分数值解,有效避免了在总场求解法中场源附近的奇异问题,并对地-空边界电导率的处理、归一化感应电动势偏导数的计算、推进时间步的确定,提出了改进方法;吸取前人成就中二次场地-空边界向上延拓和零值边界处理技术,从而简化了计算方法;通过对均匀大地、水平层状大地模型的计算,二次场求解法与解析法的最大相对误差小于0.01%,计算速度比总场求解法提高了约3倍;模拟计算不同时刻瞬变电磁场在地下的分布形态,描绘出感应涡流向下向外的传播特征,以及与地下异常体相互作用的物理过程。

简介：波场重构反演是一种改进的全波形反演理论。该反演方法通过将波动方程引入目标函数中拓宽了解的寻找空间，通过重构真实波场来计算模型梯度，大大提高了计算效率的同时还减弱了局部极小值的影响。但目前该理论基本在频率域进行，而频率域反演对计算内存的需求太高，并且很难应用到实际生产中。因此，本文将波场重构反演拓展到时间域，推导了时间域波场重构的增广方程，结合模型试算结果对波场重构的模型梯度进行了修改。数值实验表明，时间域波场重构反演准确性较高并且对低频信息具有良好的重建能力。

简介：高频电磁测深法是一种利用天然高频电磁场作为场源的电磁勘探方法,具有高分辨率和相对直流电法较深的勘探深度的特点,特别适合中浅层地热和地下水勘探。本文介绍了一个应用高频电磁测深评价地下热水资源的一个成功实例。野外数据采集采用了高频电磁测深系统MT-U5A,采用远参考技术,以保证数据采集质量。高频电磁测深资料二维反演成像处理结果较好地描述了地下热水的空间分布范围,为查明该区的地下热水的来源提供了较有利的证据。

简介：海底电缆双检采集是利用水检和陆检对海水层鸣震的响应极性相反,通过水、陆检数据的合并处理来消除海水层的鸣震,进而拓展了数据的频带范围,提高了资料的保真性和分辨率,而得到了广泛应用。但海底电缆双检资料中的陆检数据,由于受洋流、海底地形和施工工艺等的影响,很难保证其与海底的良好耦合,因而受耦合系统传输函数的影响比较大,造成水、陆检数据在振幅、频率、相位等方面的差异,降低了陆检数据的信噪比,影响了双检地震数据的合并处理效果。而海底电缆双检中的水检资料检测的是海水压力的变化,与海底不存在耦合问题,因而水检数据信噪比往往比较高。本文首先给出了陆检与海底耦合系统传输函数的数学表达式,然后利用水检数据作为约束条件估算出了陆检与海底耦合系统的传输函数,并利用估算出的传输函数对陆检数据进行了耦合校正处理,解决了陆检与海底的耦合效应对陆检数据的振幅、相位等的影响,提高了陆检数据的信噪比,取得了较好的应用效果。

简介：本文介绍了在B隧道勘查中应用高分辨电磁成像技术探测隐伏构造的一个成功实例.数据采集采用高频电磁成像系统(STRATAGEMEH4,频率范围从1Hz到90kHz).野外采集正交的电磁场分量,从地磁成像剖面中提取目标体有关电磁学信息.为获取高质量的采集数据,野外采用包含天然场源和全张量可控源的混合场源.B隧道坐落在位于中国中部的湖北省的西部,隧道埋深不到200m,但区域地质作用导致它的地质机构十分复杂.第一次勘查过程中,勘探人员误把一个脱落体的露头当成基岩面,施工过程中出现了冒顶.第二次勘探时采用高分辨电磁法和折射地震法,这次勘探找到了隐伏的基岩面和一个隐伏断裂.勘探结果与后来隧道挖掘揭示的构造吻合.

简介：在对浙江省某铜矿进行瞬变电磁勘查时，由于感应激发极化效应的影响，造成瞬变电磁晚期测道的数据发生倒转。采用常规的瞬变电磁数据处理方法难以处理，造成晚期测道数据不可用，影响TEM的探测深度及精度。针对这个情况，采用Cole—Cole模型分析了均匀半空间模型中直流电阻率、充电率、时间常数以及频率相关系数对磁性源瞬变电磁响应的影响规律。利用奇异值分解法（TheSingularValueDecomposition，简称SVD）对实测TEM数据进行分析及反演，并且从瞬变电磁响应数据中分离出勘探区瞬变电磁测量数据Cole-Cole模型的各参数，将分离出来的参数用于探测结果的辅助解释。经过分析得出充电率和频率相关系数对瞬变电磁响应的影响较大，而直流电阻率和时间常数对其影响较小的结论。通过常规方法和奇异值分解法对实测数据分别进行处理，发现后者视电阻率断面图的异常更加突出，从而较准确的圈定了铜矿体地范围，此结论得到了钻孔的验证，与实际地质情况吻合较好。

简介：在文献中,Kirchhoff型反偏移场的稳相分析主要是在下列两个条件下进行的:(1)等时面和目标反射面相切;(2)深度偏移像场信号的长度接近于零。对于与目标反射面不相切的等时面和长度远大于零的深度偏移像场子波,已有的结果将不再成立。为了在等时面和目标反射面不相切和深度偏移像场的子波长度远大于零的条件(一般条件)下对Kirchhoff型反偏移场进行稳相分析,我推导了出现在二维稳相分析公式中的诸因子的计算公式,并从中发现:(1)对于不同的等时面,距离差函数的稳相点具有不同的水平坐标;(2)Kirchhoff型真振幅反偏移的输出场由两部分(真振幅反偏移信号与振幅畸变因子)的乘积组成。由此得到下列两个结论:(1)一个给定的反偏移信号由多个深度偏移信号上的采样点组装而成,反偏移信号上的采样点个数等于对于这种组装有贡献的偏移信号的个数。(2)振幅畸变效应是Kirchhoff型反偏移中的固有效应,靠反偏移本身无法消除。如果一定要消除这种振幅畸变效应,必须对反偏移结果进行振幅校正。

简介：用基于张量格林函数的体积分方程法对三维异常体进行瞬变电磁响应的正演模拟,首先在频率域内计算电磁场分量的频率域响应,然后利用快速数字滤波技术将计算结果转换到时间域。设计和计算了水平电偶极子源激发下层状水平地层模型背景下的常见地形如山谷、山峰地形的模型,并考察分别把源和接收器放于这些地形中的瞬变电磁场响应,详细分析了这些地形对长偏移距瞬变电磁测深（LOTEM）的影响。结果表明,山谷和山峰地形对LOTEM的结果均有不同程度的影响。当电偶极子源放在山谷谷底时,地形对观测异常场的畸变非常严重;当接收器放在山谷中时,接收器处地形的影响强烈但该影响在空间和时间上只是局部的。总体来讲,不论山峰地形位于何处,其对LOTEM的影响相对较小。当地形处于发射源与接收器之间时,地形对LOTEM的影响非常小,表明在进行LOTEM勘探时,选择发射源的放置比接收器的位置更加重要,野外勘探是尽量把发射源选择在开阔的平坦位置。

简介：为了进一步提高大地电磁三维快速松弛反演的计算效率，在深入分析大地电磁三维快速松弛反演算法的基础上，结合MPI自身的优越性，确定了并行计算的思路，实现了三维快速松弛反演的并行计算。通过理论模型合成数据和实测数据对实现的三维快速松弛反演并行程序进行了试算，分析对比了在多种情况下程序的执行效率。测试结果表明，所实现的三维快速松弛反演并行程序运行结果正确，效率提高明显。此成果在普通微机上实现，推动了大地电磁三维反演技术的实用化，可为其它地球物理三维正反演研究所借鉴。

简介：针对地面场源在地层介质中所产生瞬变电磁场的数值计算方法和响应分析问题，本文展开研究．解法方面，传统离散镜像法多采用复数运算、数字滤波等方法计算量大，针对这些问题，提出一种改进的离散镜像方法：基于Gaver-Stehfest概率变换算法将电磁场解式实数化，选用Prony方法对目标核函数进行指数级数逼近，根据离散镜像原理和近似系数闭合式求解瞬变电磁场．通过试算均质模型中瞬变电磁场并对比汉克尔变换的数字滤波法所得结果，证明该方法有效且具有较好的精度和适用性．继而基于该方法计算地表磁偶源在典型地电模型中产生的瞬变电磁场，对“地面激发一地层中测量”方式所得感应磁场水平分量响应进行分析并得出结论瞬变场水平分量响应与地电结构、观测时间、空间位置等因素有关，感应磁场水平分量响应反映出涡流场分布及其垂向梯度变化情况，在探测异常体的工作中应尽量选取零偏移距、较大偏移距位置钻孔或用较大观测延时以减小背景场对勘测结果的影响。文中所用离散镜像方法与正演计算结论可为相关研究工作提供参考依据。

简介：在地震波场数值模拟中，为了消除由人为边界产生的边界反射，需要引进边界吸收条件。本文从声波方程完全匹配层吸收边界的经典方法出发，基于高斯函数任意阶光滑的特点，提出了一种高斯型衰减因子，分析比较该因子与一般衰减因子的性质，并基于均匀与层状速度模型分别进行了数值模拟计算。数值结果显示，当选择相同的PML边界吸收层层数时，高斯型衰减因子的吸收效果明显优于一般的衰减因子，边界反射更少，信噪比更高；对比最近提出的正弦型衰减因子，在信噪比接近的情况下，高斯型衰减因子所需的PML吸收层层数更少。

简介：传统上,时间域航空电磁数据通过拟合迭代反演计算得到大地模型,然而,由于航空电磁数据道间的较强相关性,导致病态反演,并引起超定问题;同时电磁数据的相关性使其与模型参数的映射关系复杂,增加了反演的复杂度。采用主成分分析法将航空电磁数据变换为正交的较少数量的主成分,不仅降低了数据道间的相关性,减小了数据量,同时压制了数据的不相关噪声。本文利用人工神经网络(ANN)逼近主成分与大地模型参数间的映射关系,避免了传统反演算法中雅克比矩阵的复杂计算。层状模型的主成分神经网络与数据神经网络的反演结果对比显示,主成分神经网络反演方法网络结构简单,训练步数少,反演结果好,特别是对于含噪数据。准二维模型的主成分ANN、数据ANN以及Zhody方法的反演结果显示了主成分神经网络具有更接近真实模型的反演效果,进一步证明了主成分神经网络反演方法适合海量航空电磁探测数据反演。

简介：为了解决海底起伏变化对地震波场的影响问题,本文提出将（x-z）域中的曲网格映射成（ξ,η）域中的矩形网格,推导出（ξ,η）域中的二维标量声波方程,根据推导出来的波动方程采用逆时有限差分法将海面上采集到的地震波场在（ξ,η）域中向下延拓至海底面,延拓时采用海水的速度,然后采用顺时有限差分法将延拓后的地震波场再反延拓到海面上,延拓时采用海底面以下地层的速度,从而消除了海底起伏带来的负面影响。模型及实际地震资料的计算分析表明该方法不但能够校正由于海底起伏所引起的海底面下地层反射波场的不连续性还能够校正由于海底起伏所引起的地震波的动力学特征的变化。对延拓前后的地震波场进行速度反演,延拓后反演的地层速度比延拓前反演的地层速度的精度提高很多,延拓前后地震波场的叠加剖面对比表明该延拓方法能够明显提高地震波场的成像质量。

简介：将偏移后的炮域偏移距道集转换为角度域共成像道集（ADCIGs）可为偏移速度分析（MVA）和叠前反演提供输入道集，并且ADCIGs是理论上没有假象的叠前反演道集，也是目前公认的精度最高的叠前反演道集。本文研究了基于矢量波场逆时偏移的弹性波保幅ADCIGs的提取方法，以保幅弹性波逆时偏移方程为基础，其核心是求取不同震源位置的纵、横波场在地下各成像点的入射角，对于转换波勘探，二者共享一个入射角，即震源纵波入射角。根据几何关系，震源纵波波场的传播角、构造的局部地层倾角之差为震源纵波入射角，震源纵波波场的传播角利用解耦后纵波场的极化向量得到，构造的局部地层倾角利用偏移叠加剖面的复波数得到。对纵、横波的共炮点偏移道集按入射角重新排列即可得到各自的ADCIGs。文中利用水平层状介质模型、倾斜层状介质模型、Marmousi—II弹性波部分模型和实测资料验证了算法的有效性，计算结果表明，本文方法计算的纵、横波角度具有较高的精度，提取的角道集具有较好的振幅保真性，能够为MVA和叠前反演提供可靠的输入道集。

简介：便于不同观测系统的统一，本文定义了广义炮检距概念，给出了空间平界面广义炮检距不同阶地震菲涅耳带表达式。基于波动理论，推导出了广义炮检距地震菲涅耳带横向叠加波场公式。以不同阶几何菲涅耳带形状为参考，分为零炮检距和非零炮检距情况，进行了相似菲涅耳带不同绕射面元大小的横向叠加振幅分析。结果表明：①绕射面元对观测点的波场贡献与炮检距、地表起伏程度、界面倾斜程度、激发点到界面深度、观测方式和干涉叠加区大小等因素有关；②第一菲涅耳带是主要绕射波干涉叠加区，并且该区域对观测点的半振幅贡献约小于所有阶菲涅耳带的振幅贡献；③当绕射面元小于第一菲涅耳带时，即使采用非自激自收观测方式，仍有绕射面元越大观测点振幅越大的结论。

简介：无网格法形函数构造不依赖预定义的单元，具有计算精度高、处理复杂模型便利等优点。本文介绍了无单元Galerkin法（EFGM）、点插值法（PIM）与径向基点插值法（RPIM）三种全域弱式无网格法的近似原理及特点；以二维泊松方程为例研究了支持域无量纲尺寸、场节点与背景网格设置对无网格法计算精度的影响。将RPIM与EFGM应用于频率域线源二维正演，给出了RPIM形状参数的推荐值；分析了均匀介质模型大地电磁（MT）二维正演无网格法边界条件直接加载与罚函数法加载的精度差异，结合PIM与RPIM边界条件加载便利及EFGM计算复杂模型精度高的优势，提出了EFG—PIM及EFG．RPIM耦合算法，数值计算结果验证了耦合算法的有效性。研究发现：无网格法及其耦合方法适用于电磁法数值模拟；支持域无量纲尺寸取1．0时无网格法精度与效率高，场节点与背景网格重合时计算效果佳；泊松方程求解PIM及RPIM精度较EFGM低，计算均匀介质MT响应精度较EFGM高；RPIM改善了PIM计算涉及的奇异性问题，对应支持域无量纲尺寸选择空间大。

简介：针对有限差分数值模拟的频散问题，本文将交错网格技术和紧致差分格式相结合，推导了横向各向同性介质一阶速度一应力波动方程的紧致交错网格差分格式；对比分析了紧致交错网格差分格式、交错网格差分格式以及紧致差分格式的截断误差主项，并利用Fourier误差分析方法分析了上述三种差分格式的近似精度；在此基础上，分别采用上述三种差分格式进行了波场数值模拟。结果表明，当差分方程阶数相同时，紧致交错网格差分格式截断误差最小，数值频散最弱，差分精度最高，证实了该方法的有效性。

简介：角度域共成像点道集（ADCIGS）是偏移速度分析和振幅随角度变化分析（AVA）的基础数据。传统Kirchhoff叠前深度偏移（KPSDM）按偏移距组织数据,能方便的输出偏移距域共成像点道集（ODCIGS）,其高效的角度道集输出是有挑战的。本文提出基于旅行时梯度场的KPSDM角道集输出方法。其核心步骤为：（1）利用任意介质中的动态规划法旅行时计算方法提供炮点和检波点的旅行时场;（2）根据旅行时场的梯度方向计算反射张角;（3）在偏移过程中抽取ADCIGS。由于本文旅行时计算方法没有射线阴影区,也没有对速度光滑性的要求,其角度道集输出在阴影区比传统射线追踪更有优势。基于该角度道集输出方法,本文发展了一种适合大规模三维地震数据的KPSDM及角道集输出的并行实现方案。其基本思想是：（1）按照炮数据来组织输入数据;（2）旅行时场的输入与单炮覆盖范围相联系以节省内存;（3）多炮数据间采用MPI并行处理,单炮深度切片之间采用OpenMp并行处理,可进一步提高内存利用率和并行力度。数值试验结果证明本文角度道集生成方法的优越性和本文实现方案的有效性。

简介：应用多分量地震资料进行成像时通常需要先做波场分离,然后再对分离的波型进行成像。其中,波场分离可以在空间域或波数域实现。然而,由于用交错网格有限差分进行弹性波场数值模拟时,用来进行波数域波场分离的质点振动速度分量定义在不同网格节点上,本文提出了利用波数域插值方法来估算同一网格节点所需质点振动速度值;进而给出了先进行波数域插值后进行波场分离的波数域保幅波场分离方案。数值实验结果表明波数域插值方法具有较高的插值精度且保幅波场分离方法具有较好的保幅性,将本文方法进一步应用于弹性波逆时偏移可以获得保幅性较好的成像结果且对存在一定程度速度误差情况具有较好的适应性。